１９．モーターコントロール機能付、ＲＣタンクコントローラー「ひのき１型」の作成

１９．モーターコントロール機能付、ＲＣタンクコントローラー「ひのき１型」の作成

モーターを直接コントロールする「アンプの要らないコントローラー」の作成！

これまでのPICを使ったコントロール基板は、音と発光以外はサーボとアンプを使って制御を行っていました。
小型の戦車に組み込むには、サーボをバラしてアンプとモーターを取り出して使うのがスペース的にも都合が良かったためです。
ただし、モーターが小型のためトルクか小さく、1/35でもモーターにトルクが必要な物...例えば、タミヤの1/35ラジコンタイガーや、１３０モーター以上のモーターのキットに組み込むには不向きでした。

それで、今回小型のモーターから、380モータークラスまで直接コントロールできる物を作ることにしました。

コントローラーの実験 最初に、モーターをコントロールするのに、東芝のTA7291Pと言うIC(いろんな作例で使われている)を使ってみました。
PICと直結で２本制御ピンでコントロール出来るのは便利ですが、130モータークラスでも触れないくらいの発熱で、しかもモーターに供給される電圧が落ちるようで、スピード・トルクとも満足いきませんでした。
あと、TA7289Pや似たようなICも使ってみましたが同じでした。

で、何とか使えそうなのが、東芝のMP4212と言うFETモジュールでした。
当初なかなか手に入りませんでしたが、最近のロボット工作ブームのせいか(間違っても可動戦車ブームでは無いぞ)、通常在庫として取り扱っているショップが出てきました。

ただ、このFETは、PICと直結出来なかったり、制御に４ピン必要だったり(デジタルICを追加すれば２ピンで制御も可能みたいだけど、基板のサイズが大きくなるし...)
さらには、PICと同じ電源でモーターをまわそうとすると、PIC側の電圧が下がってしまう為かPICは暴走するし....と、結構厄介なドライバーです....って、FET使えば当たり前のことかも..(^^;;

回路図 モーターコントローラーにMP4212を使った回路を設計してみました。
ちなみに、私は文系の人間なので、電気・電子関係は素人です...ので、正しい回路図の書き方なんて知りません...(^^;;
記号の書き方等違っていても許してくださいね～

PICの電源部分には、MCP1252(または、MCP1253)というDC-DCコンバータを使用しています。
これを使えば、モーターと共通に電源を使用しても、PICにも安定して電源を供給してくれます。
ただ、このパーツも手に入りにくく、購入に苦労しました...

プリント基板の設計 今回、一番苦労したのは、これの設計です....(^^;;
MP4212を制御するのに、２４ピンのPIC16F873Aを使ったのと、MP4212×３個をいかにコンパクトに配置するか.....
さらに、DC-DCコンバータが表面実装用のパーツでパターンの設計が厄介....と..

サイズは、何とかタミヤの1/35ラジコンタイガーに収まる(モーターギアボックス・電池ボックスはそのままで)程度に..を目標に、47mm×38mmまで小さくしました....いや、ホント苦労したぁ(笑)

仕様１
4chモード＜＜ 4ch受信機と接続使用＞＞
前進・後進→プロポの左スティックの上下
左右旋回→プロポの左スティックの上下と右スティックの左右
大砲音・機関銃音とLED発光→プロポの右スティックの左右(停止中のみ)
砲塔旋回→プロポの左スティックの左右
砲身の上下→プロポの右スティックの上下(停止中のみ)

実際に作ったプログラム→hinoki01_4.asm

今回のプログラムでは、３個のモーターを、プログラム上でON・OFFを繰り返しスピードコントロールしています。
＜プログラムの流れ＞
１．受信機からの信号入力
２．左右のモーターと、砲塔旋回モーターのスピードを計算
３．３個のモーターの正転・逆転を指定して、モーターをONにする(停止中のモーターはOFF)
４．一定の時間の後、それぞれのモーターをOFFにする(最高速になっている時はONのまま)
５．３と４を何回か繰り返した後、１に戻ります。

走行中は、１～５のサイクルをなるべく早く行うために、余分な処理は停止中に行うように工夫してます。
例えば、砲身上下にしか使ってない3chの信号は、停止中にしか読みに行きません。
使用するモーターのトルクによって、３と４の繰り返し回数を変えます。
これによって、低速から最高速までの動きを、使用モーターにあわせて簡単に調整できます。

仕様２
2chモード＜＜ 2ch受信機と接続使用＞＞
前進・後進→プロポの左スティックの上下
左右旋回→プロポの左スティックの上下と右スティックの左右
大砲音・機関銃音とLED発光→プロポの右スティックの左右+トリムの左右(停止中のみ)
砲塔旋回→プロポの右スティックの左右(停止中のみで、スティックは完全に倒さない程度)
砲身の上下→プロポの右スティックの左右(停止中のみで、左右トリムはセンターでステックは奥まで倒す)

実際に作ったプログラム→hinoki01_2.asm

これは、2chプロポ(FutabaのATTACK-II)用に作ったもので、2chプロポでも4chプロポと同等の機能が使えます。
但し、停止中の左右のスティックの可動の幅で、砲塔旋回・砲身上下・大砲・機銃音の操作をするので、ちょっとコツが必要です。(笑)

ちょっとスティックを倒した時は砲塔旋回
大きくスティックを倒した時は、砲身の上下
さらに、トリムを倒して、同じ方向にスティックを目一杯倒した時は、音が出ます。

ただ、この方法では、音を出そうとスティックを目一杯倒すと、途中で砲塔旋回と砲身上下の範囲を通って行くので、砲塔や砲身が微妙に動いてしまいます。
そこで、砲塔旋回と砲身上下は、スティックを倒した後１秒くらい位置を其のままキープして無いと作動しないようにプログラムしました。(ちょっと通った位では動作しない)

キングタイガーに組込！

写真では、受信機にＧＷＳ４ｃｈの小型の物を使っていますが、27Mzhの受信機でも十分積めると思います。
スピーカーは、シャーシの底に固定しています。
こうすると、車体がスピーカーBOXの役目を果たすので、割と大きな音が出ます。
スピーカーを追加した以外はモーターと電池BOXに基板と接続する為のコネクタをつけた以外は殆ど無改造です。

お売りします...が... 材料費自体は5000～6000円くらいですが...
一個作るのに....まる２日はかかるので....一個13,000円です....なにせ手作り工芸品?.ですから(^^;;;;
会員の方は、多少安くします。

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更新日2005.5.26

モーターを直接コントロールする「アンプの要らないコントローラー」の作成！
これまでのPICを使ったコントロール基板は、音と発光以外はサーボとアンプを使って制御を行っていました。小型の戦車に組み込むには、サーボをバラしてアンプとモーターを取り出して使うのがスペース的にも都合が良かったためです。ただし、モーターが小型のためトルクか小さく、1/35でもモーターにトルクが必要な物...例えば、タミヤの1/35ラジコンタイガーや、１３０モーター以上のモーターのキットに組み込むには不向きでした。それで、今回小型のモーターから、380モータークラスまで直接コントロールできる物を作ることにしました。
コントローラーの実験	最初に、モーターをコントロールするのに、東芝のTA7291Pと言うIC(いろんな作例で使われている)を使ってみました。 PICと直結で２本制御ピンでコントロール出来るのは便利ですが、130モータークラスでも触れないくらいの発熱で、しかもモーターに供給される電圧が落ちるようで、スピード・トルクとも満足いきませんでした。あと、TA7289Pや似たようなICも使ってみましたが同じでした。で、何とか使えそうなのが、東芝のMP4212と言うFETモジュールでした。当初なかなか手に入りませんでしたが、最近のロボット工作ブームのせいか(間違っても可動戦車ブームでは無いぞ)、通常在庫として取り扱っているショップが出てきました。ただ、このFETは、PICと直結出来なかったり、制御に４ピン必要だったり(デジタルICを追加すれば２ピンで制御も可能みたいだけど、基板のサイズが大きくなるし...) さらには、PICと同じ電源でモーターをまわそうとすると、PIC側の電圧が下がってしまう為かPICは暴走するし....と、結構厄介なドライバーです....って、FET使えば当たり前のことかも..(^^;;

回路図	モーターコントローラーにMP4212を使った回路を設計してみました。ちなみに、私は文系の人間なので、電気・電子関係は素人です...ので、正しい回路図の書き方なんて知りません...(^^;; 記号の書き方等違っていても許してくださいね～ PICの電源部分には、MCP1252(または、MCP1253)というDC-DCコンバータを使用しています。これを使えば、モーターと共通に電源を使用しても、PICにも安定して電源を供給してくれます。ただ、このパーツも手に入りにくく、購入に苦労しました...

プリント基板の設計	今回、一番苦労したのは、これの設計です....(^^;; MP4212を制御するのに、２４ピンのPIC16F873Aを使ったのと、MP4212×３個をいかにコンパクトに配置するか..... さらに、DC-DCコンバータが表面実装用のパーツでパターンの設計が厄介....と.. サイズは、何とかタミヤの1/35ラジコンタイガーに収まる(モーターギアボックス・電池ボックスはそのままで)程度に..を目標に、47mm×38mmまで小さくしました....いや、ホント苦労したぁ(笑)

仕様１ 4chモード	＜＜ 4ch受信機と接続使用＞＞前進・後進→プロポの左スティックの上下左右旋回→プロポの左スティックの上下と右スティックの左右大砲音・機関銃音とLED発光→プロポの右スティックの左右(停止中のみ) 砲塔旋回→プロポの左スティックの左右砲身の上下→プロポの右スティックの上下(停止中のみ)
	実際に作ったプログラム→hinoki01_4.asm 今回のプログラムでは、３個のモーターを、プログラム上でON・OFFを繰り返しスピードコントロールしています。＜プログラムの流れ＞１．受信機からの信号入力２．左右のモーターと、砲塔旋回モーターのスピードを計算３．３個のモーターの正転・逆転を指定して、モーターをONにする(停止中のモーターはOFF) ４．一定の時間の後、それぞれのモーターをOFFにする(最高速になっている時はONのまま) ５．３と４を何回か繰り返した後、１に戻ります。走行中は、１～５のサイクルをなるべく早く行うために、余分な処理は停止中に行うように工夫してます。例えば、砲身上下にしか使ってない3chの信号は、停止中にしか読みに行きません。使用するモーターのトルクによって、３と４の繰り返し回数を変えます。これによって、低速から最高速までの動きを、使用モーターにあわせて簡単に調整できます。
仕様２ 2chモード	＜＜ 2ch受信機と接続使用＞＞前進・後進→プロポの左スティックの上下左右旋回→プロポの左スティックの上下と右スティックの左右大砲音・機関銃音とLED発光→プロポの右スティックの左右+トリムの左右(停止中のみ) 砲塔旋回→プロポの右スティックの左右(停止中のみで、スティックは完全に倒さない程度) 砲身の上下→プロポの右スティックの左右(停止中のみで、左右トリムはセンターでステックは奥まで倒す)
	実際に作ったプログラム→hinoki01_2.asm これは、2chプロポ(FutabaのATTACK-II)用に作ったもので、2chプロポでも4chプロポと同等の機能が使えます。但し、停止中の左右のスティックの可動の幅で、砲塔旋回・砲身上下・大砲・機銃音の操作をするので、ちょっとコツが必要です。(笑) ちょっとスティックを倒した時は砲塔旋回大きくスティックを倒した時は、砲身の上下さらに、トリムを倒して、同じ方向にスティックを目一杯倒した時は、音が出ます。ただ、この方法では、音を出そうとスティックを目一杯倒すと、途中で砲塔旋回と砲身上下の範囲を通って行くので、砲塔や砲身が微妙に動いてしまいます。そこで、砲塔旋回と砲身上下は、スティックを倒した後１秒くらい位置を其のままキープして無いと作動しないようにプログラムしました。(ちょっと通った位では動作しない)
キングタイガーに組込！		写真では、受信機にＧＷＳ４ｃｈの小型の物を使っていますが、27Mzhの受信機でも十分積めると思います。スピーカーは、シャーシの底に固定しています。こうすると、車体がスピーカーBOXの役目を果たすので、割と大きな音が出ます。スピーカーを追加した以外はモーターと電池BOXに基板と接続する為のコネクタをつけた以外は殆ど無改造です。
お売りします...が...	材料費自体は5000～6000円くらいですが... 一個作るのに....まる２日はかかるので....一個13,000円です....なにせ手作り工芸品?.ですから(^^;;;; 会員の方は、多少安くします。